【优化探究】2014年新课标高考总复习人教物理选修3-4-2-3-1测定玻璃的折射率.docVIP

实验 (一)测定玻璃的折射率 (时间：45分钟，满分：100分) [命题报告·教师用书独具] 知识点 题号 实验步骤的考查 2、5 实验数据处理 1、3 实验误差分析 4 创新实验设计 6 1.测玻璃砖折射率的实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sin θ1-sin θ2图象如图，则下列说法正确的是________．A．实验时，光线是由空气射入玻璃 B．玻璃的折射率为0.67 C．玻璃的折射率为1.5 D．玻璃临界角的正弦值为0.67 解析：由图可看出入射角θ1小于折射角θ2，因此，光线应该是由玻璃射入空气；则玻璃折射率n＝＝＝1.5，故sin C＝＝＝0.67，所以选项C、D正确． 答案：CD 2．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下： 用图钉将记录光路的白纸固定在平板上； 手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上； 用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′； 在aa′上选择一点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角θ1分别为0°、30°、45°的入射光线； 用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角θ2； 按公式分别计算，取三个值的算术平均值． (1) 以上步骤中有错误或不妥之处的是________； (2)应改正为____________________________________________________________________________________________________________________ 解析：(1)有错误或不妥之处的是. (2)③中应先画出一条直线，把玻璃砖的一边与其重合，再使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖后再画边界线；中入射角要取0°以外的三组数据；中大头针要竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上． 答案：见解析 3．(2013年广东高三质检)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．(1)此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)； (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量． 解析：据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为n＝＝；玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量． 答案：(1)或　(2)大 4．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图、和所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则 (1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． (2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． (3)丙同学测得的折射率与真实值相比____________． 解析：用图测定折射率时，玻璃中折射光线偏折小了，所以折射角增大，折射率减小；用图测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变． 答案：(1)偏小　(2)不变　(3)可能偏大、可能偏小、可能不变 5．如图所示，画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上．M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合．OA为画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，θ1是直线OA与y轴正方向的夹角，θ2是直线OP3与y轴负方向的夹角．只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角θ1和θ2，便可求得玻璃的折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是_______________________________． 若他已透过玻璃砖看到P1、P2的像，确定P3位置的方法是___________________________________________________________________． 若他已正确地测得了θ1、θ2的值，则玻璃的折射率n＝________. 解析：无法看到P1、P2的像是OA光线的入射角过大，发生全反射的缘故．P3能挡住P1、P2的像说明OP3是